Study of vacuum structure based on the classification of dark matter models

基于暗物质模型分类的真空结构研究

基本信息

批准号：
19K03867
负责人：
大村雄司
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、宇宙の真空構造と暗黒物質(DM)の解明を目的としている。DMの候補としては、他の素粒子と(未知の)弱い相互作用を通して熱的に生成されるDMを考えている。この研究期間中では、DMとレプトンが湯川相互作用をする模型(レプトンポータルDM模型)に着目し、ボトムアップ的に具体的な模型を構築してDMの物理的性質に基づいて模型の分類分けをおこなっている。その上で、それぞれの模型の実験バウンドと将来実験での検証方法を研究している。特に今年度は、論文Phys.Rev.D106(2022)1,015005 (論文1)、JHEP03(2023)010(論文2)において、最新の実験結果に基づいた研究を行い、論文1ではフレーバー実験とコライダー実験で報告されている「標準模型の予言からのずれ」の背後にレプトンポータルDM模型が存在する可能性を提案し、実験でのDMの検証可能性を研究した。また、近年のDM直接探索実験の目覚しい成果により、本研究で注目するようなDMは非常に強い実験バウンドを受けている。論文2では、その強いバウンドから逃れられる、DMの質量が非常に軽いレプトンポータルDM模型を構築して検証方法の研究を行い、研究成果を研究会で発表した。その他にも、余分にヒッグス場がある模型や標準模型のゲージ対称性が拡張された模型(Pati-Salam 模型)でフレーバー物理とコライダー物理を解析し、我々の真空構造の解明に向けた現象論的研究を進めた。今後、これらの研究を踏まえて真空構造とDMの関係を調べていく。

该研究主题旨在阐明宇宙和暗物质（DM）的真空结构。作为DM的候选者，我们考虑通过与其他基本粒子进行热生成的DM。在此研究期间，我们专注于DMS和Leptons与Yukawa（Lepton Portal DM模型）相互作用的模型，并以自下而上的方式构建了混凝土模型，并根据DMS的物理性质对模型进行分类。此外，我们正在研究每个模型的实验界限，以及如何在将来的实验中验证它们。特别是，今年，我们根据论文Phys.Rev.D106（2022）1,015,005（Paper 1）和JHEP03（2023）010（论文2）（论文2）的最新实验结果进行了研究。在论文1中，我们提出了Lepton Portal DM模型存在于风味实验和对撞机实验中的“与标准模型预测的差异”背后的可能性，并研究了实验中DM的可验证性。此外，由于最近直接DM搜索实验的显着结果DM（这是本研究的重点）已受到非常强大的实验界限。在第2条中，我们构建了一个Lepton Portal DM模型，具有非常轻的DM质量，该模型可以逃脱其强大的界限，并就验证方法进行了研究，并在研究组中介绍了研究结果。此外，我们使用具有额外的HIGGS字段的模型和具有扩展标准模型（Pati-Salam模型）的扩展对称性的模型分析了风味物理和对撞机物理，并进行了旨在阐明真空结构的现象学研究。将来，我们将根据这些研究研究真空结构与DM之间的关系。